ยีน, ดีเอ็นเอ, และคุณ
ลองพินิจพิเคราะห์ดูตัวคุณเองในกระจกนาน ๆ. สังเกตดูสีของดวงตา, ลักษณะเส้นผม, สีผิว, และรูปร่างของคุณ. ลองคิดถึงพรสวรรค์ที่คุณมี. ทำไมคุณจึงมีรูปร่างหน้าตาอย่างนี้? ทำไมคุณจึงมีลักษณาการและพรสวรรค์ที่เป็นแบบเฉพาะของคุณเอง? ปัจจุบัน ความลึกลับดังกล่าวกำลังถูกเปิดเผยโดยความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุศาสตร์—การศึกษาเรื่องกรรมพันธุ์—และผลกระทบของสภาพแวดล้อม.
‘พันธุศาสตร์หรือ?’ คุณร้องขึ้น. ‘คำนี้ฟังดูเป็นวิชาการเกินไปและยากเกินกว่าจะเข้าใจได้!’ อย่างไรก็ดี คุณเคยบอกใครไหมว่า เขามีนัยน์ตาสีฟ้าเหมือนพ่อ แต่ผมสีดำและผิวเหลืองเหมือนแม่? ถ้าเคย ก็แสดงว่าคุณรู้จักข้อเท็จจริงพื้นฐานของหลักพันธุศาสตร์แล้ว นั่นคือ ลักษณาการทางกายจะถ่ายทอดจากบิดาหรือมารดาไปยังลูก. นอกจากนี้ ข้อเท็จจริงดังกล่าวยังอาจเป็นจุดเริ่มต้นสำคัญที่จะทำให้คุณเข้าใจว่ามนุษย์เกิดมาอย่างไร—โดยวิวัฒนาการหรือมีผู้สร้าง. ก่อนอื่น มาดูกันว่าพวกเราแต่ละคนมีสิ่งสืบทอดที่ส่งผ่านมาหลายชั่วอายุคนนี้อย่างไร.
ร่างกายของคุณประกอบด้วยหน่วยชีวิตเล็ก ๆ เรียกว่าเซลล์ ซึ่งมีราว ๆ 100 ล้านล้านเซลล์ตามการกะประมาณจากแหล่งหนึ่ง. ภายในนิวเคลียสข้างในเซลล์แต่ละเซลล์มียีนนับพัน ๆ. ยีนเหล่านี้คือหน่วยถ่ายพันธุ์ที่ควบคุมเซลล์นั้น ๆ ด้วยเหตุนี้จึงกำหนดลักษณะเฉพาะบางอย่างของคุณ. ยีนบางหน่วยอาจจะกำหนดกรุ๊ปเลือด; บางหน่วยกำหนดลักษณะเส้นผม, สีของดวงตา, และอะไร ๆ ทำนองนี้. ดังนั้น แต่ละเซลล์จึงมีพิมพ์เขียวหรือหนังสือรหัสขนาดจิ๋วที่ประกอบด้วยยีน ซึ่งบรรจุคำสั่งทั้งหมดที่จำเป็นต่อการสร้าง, ซ่อม, และควบคุมร่างกายของคุณ. (ดูแผนภาพหน้า 5.) ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญได้ไหม?
วิธีที่ความลึกลับถูกเปิดเผย
ทฤษฎีที่บอกว่า ลักษณาการต่าง ๆ ถ่ายทอดผ่านทางเลือด ถูกคิดค้นขึ้นโดย อาริสโตเติล ในศตวรรษที่สี่ก่อนสากลศักราช และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเป็นเวลากว่าหนึ่งพันปี. สิ่งนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อความคิดของคนในสมัยนั้นจนกระทั่งภาษาต่าง ๆ ในปัจจุบันมีคำว่า สายเลือดหรือพี่น้องร่วมสายโลหิต.
ในศตวรรษที่ 17 มีการค้นพบเซลล์ไข่และเซลล์อสุจิ แต่ก็ยังเข้าใจผิดเรื่องบทบาทอันแท้จริงของมัน. บางคนคิดว่า ในไข่หรือไม่ก็อสุจิมีชีวิตขนาดจิ๋วที่มีอวัยวะครบบริบูรณ์. แต่พอถึงศตวรรษที่ 18 พวกนักวิจัยก็เข้าใจอย่างถูกต้องว่าไข่และอสุจิจะผสมกันเพื่อก่อตัวเป็นเอมบริโอ (ตัวอ่อน). ถึงกระนั้น ก็ยังไม่มีคำอธิบายที่ถูกต้องแม่นยำจริง ๆ เกี่ยวด้วยพันธุกรรม.
จนกระทั่งปี 1866 นักบวชชาวออสเตรียชื่อ เกรกอร์ เมนเดล ได้พิมพ์ทฤษฎีพันธุกรรมที่ถูกต้องออกมาเป็นครั้งแรก. จากการทดลองกับถั่วลันเตา เมนเดลได้ค้นพบสิ่งที่เขาเรียกว่า “ส่วนประกอบทางพันธุกรรมที่มีลักษณะเฉพาะ” ฝังอยู่ในเซลล์เพศ และเขายืนยันว่าส่วนประกอบเหล่านี้เป็นตัวถ่ายทอดลักษณาการ. ปัจจุบัน เราเรียก “ส่วนประกอบทางพันธุกรรมที่มีลักษณะเฉพาะ” นี้ว่า ยีน.
ประมาณปี 1910 มีการค้นพบว่ายีนฝังตัวอยู่ที่โครงสร้างเซลล์ในส่วนที่เรียกว่า โครโมโซม. โดยพื้นฐานแล้วโครโมโซมประกอบด้วยโปรตีนและดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid). เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ทราบบทบาทสำคัญของโปรตีนในด้านอื่นอยู่แล้ว พวกเขาจึงสันนิษฐานเป็นเวลาหลายปีว่าโปรตีนโครโมโซมมีข้อมูลทางพันธุกรรมบรรจุไว้. ครั้นแล้ว ในปี 1944 พวกนักวิจัยก็นำเสนอข้อพิสูจน์ชิ้นแรกที่ว่า ยีนประกอบด้วยดีเอ็นเอ ไม่ใช่โปรตีน.
ในปี 1953 เมื่อเจมส์ วัตสัน และฟรานซิส คริก ค้นพบโครงสร้างทางเคมีของดีเอ็นเอ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีลักษณะคล้ายเส้นด้ายที่ขดเป็นเกลียว สิ่งนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญของมนุษย์ในการไขความลึกลับของชีวิต.